15:59 2024-03-20 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Urmărirea și urmărirea membrilor microbiomului plantei cu coduri de bare ADN

_ Urmărirea și urmărirea membrilor a microbiomului plantei cu coduri de bare ADN

O echipă de cercetare condusă de Paul Schulze-Lefert de la Institutul Max Planck pentru Cercetări de Ameliorare a Plantelor din Köln, Germania, a dezvoltat un set de instrumente modular pentru urmărirea tulpinilor bacteriene care colonizează țesutul plantelor în competiție cu alți membri ai microbiomului. Studiul este acum publicat în Nature Microbiology.

Diversitatea enormă de microorganisme pe care o plantă sănătoasă le găzduiește ca comunitate în natură este denumită microbiomul plantelor. Pentru a evalua compoziția microbiomului, care este invizibil cu ochiul liber, se determină, de obicei, secvența ADN a unei gene marker microbian universal, constând din segmente de secvență variabile și conservate.

În acest fel, diferite speciile microbiene din microbiom pot fi distinse unele de altele pe baza secvențelor marker ADN polimorfe. Cu toate acestea, activitățile benefice ale membrilor microbiomului pentru planta gazdă, cum ar fi mobilizarea nutrienților minerali din sol pentru a fi absorbiți de rădăcini, sunt adesea efectuate numai de tulpini microbiene individuale dintr-o specie bacteriană și depind de prezența unor substanțe specializate. genele microbiene.

De aceea, profilarea actuală a microbiotei bazată pe secvența ADN este insuficientă pentru a capta adevărata diversitate genetică a comunității microbiene de pe gazdă.

Pentru a depăși această limitare, cercetătorii de la Institutul Max Planck a dezvoltat un set de instrumente modular care este utilizat ca cod de bare ADN pentru tulpinile bacteriene. Un cod de bare ADN este mai întâi inserat în cromozomul unei singure tulpini a unui membru al microbiomului. În analizele ulterioare ale profilurilor microbiomului de pe plante, codul de bare ADN este considerat o genă marker microbian sintetic.

Pe lângă codul de bare ADN cromozomial, au fost încorporate și blocuri genetice pentru proteinele fluorescente. Acesta din urmă face posibilă utilizarea detectorilor de fluorescență extrem de sensibili pentru a mapa unde o tulpină bacteriană cu cod de bare colonizează țesutul plantei în competiție cu alți membri ai microbiomului.

Cercetătorii au efectuat apoi experimente cu bacteria Pseudomonas capeferrum care promovează creșterea plantelor. , care colonizează rădăcinile plantei model Arabidopsis, precum și cu variante ale bacteriei care diferă de tulpina de tip sălbatic doar în absența unor anumite gene.

Genele corespunzătoare Pseudomonas atenuează planta gazdă. răspunsurile imune și astfel sporesc capacitatea bacteriei de a coloniza rădăcinile plantelor, ceea ce la rândul său crește activitatea de promovare a creșterii plantelor. Bacteriile Pseudomonas marcate cu coduri de bare ADN au arătat capacitatea diferențială așteptată de a coloniza rădăcinile de Arabidopsis atunci când plantele fără germeni au fost inoculate cu tulpini individuale.

Ceea ce a fost surprinzător a fost însă apariția unor noi caracteristici calitativ ale Pseudomonas. bacterii atunci când combinații ale tulpinii de tip sălbatic și variantele acesteia au fost inoculate pe gazda plantei împreună cu un consorțiu de microbiom de diferite bacterii asamblate în laborator. În biologie, acest fenomen este denumit și o proprietate emergentă sau o proprietate a sistemului.

Utilizarea codurilor de bare ADN, prin urmare, nu numai că a confirmat rezultatele anterioare, ci a dezvăluit și noi activități ale genelor bacteriene care nu ar fi putut avea au fost identificate prin metode convenționale. Setul de instrumente modular pentru coduri de bare ADN poate fi folosit acum pentru cercetarea microbiomului pentru a investiga contribuția genelor microbiene individuale în contextul comunităților microbiene nu numai în plante, ci și în studiile microbiomului animalelor.

(Fluierul)

Inapoi